(57)【要約】【課題】  インバータ装置の出力電圧を変圧器の飽和の影響なく昇圧・降圧させることができるインバータの出力電圧昇降装置を提供する。【解決手段】  直流電圧を交流電圧に変換するインバータ装置１と、上記インバータ装置の出力電圧を昇・降圧する変圧器と、上記変圧器の出力電圧が給電される交流電動機５とを有するシステムにおいて、上記変圧器を単巻変圧器３で構成すると共に、上記単巻変圧器の中性点を開閉し得る遮断装置４を設け、上記インバータ装置の直流分の発生する低周波、低電圧領域において上記遮断装置を開放して上記単巻変圧器の中性点を開放することにより、上記単巻変圧器をリアクトルとして作用させ、上記インバータ装置の交流条件が成立する周波数領域においては上記遮断装置を閉として上記単巻変圧器の中性点を接続することにより、上記単巻変圧器を変圧器として作用させるようにする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を交流電圧に変換するインバータ装置と、上記インバータ装置の出力電圧を昇・降圧する変圧器と、上記変圧器の出力電圧が給電される交流電動機とを有するシステムにおいて、上記変圧器を単巻変圧器で構成すると共に、上記単巻変圧器の中性点を開閉し得る遮断装置を設け、上記インバータ装置の直流分の発生する低周波、低電圧領域において上記遮断装置を開放して上記単巻変圧器の中性点を開放することにより、上記単巻変圧器をリアクトルとして作用させ、上記インバータ装置の交流条件が成立する周波数領域においては上記遮断装置を閉として上記単巻変圧器の中性点を接続することにより、上記単巻変圧器を変圧器として作用させることを特徴とするインバータの出力電圧昇降装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、直流電圧を交流電圧に変換するインバータ装置の出力電圧を昇・降圧して所望の電圧に調整するインバータの出力電圧昇降装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のインバータ装置の出力電圧を昇降するシステムにおいては、電圧を昇圧もしくは降圧するために、一次巻線と二次巻線とを有する絶縁形２巻線変圧器が使用されていたが、インバータ出力に含まれる直流成分による変圧器の偏磁・飽和のために後述するような不都合が生じることから、直流成分を除去するための制御装置を必要としていた。（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特公平７−７７５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のインバータシステムにおいては、インバータ装置の出力電圧を昇・降圧するのに通常の一次巻線と二次巻線とを有する絶縁形２巻線変圧器が用いられていたが、インバータ出力に含まれる直流成分のために変圧器が偏磁・飽和してしまい、過大電流が流れたり、場合によっては焼損する可能性もあった。
【０００５】
これを防ぐため、変圧器鉄心に大きなギャップを設ける等飽和しにくい構造にしたり、インバータの交流条件が成立するまで変圧器をバイパスさせ、あるいは特許文献１に示すように、多相インバータ出力の基準とする相に対する相間の直流分を検出する装置と、それにより検出された直流分を各相に対応するスイッチング素子で零にするような制御装置が必要であった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、インバータ出力電圧の昇・降圧に単巻変圧器を使用し、その中性点を開閉することによって簡便にこの直流偏磁の影響を避けることができるインバータの出力電圧昇降装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るインバータの出力電圧昇降装置は、直流電圧を交流電圧に変換するインバータ装置と、上記インバータ装置の出力電圧を昇・降圧する変圧器と、上記変圧器の出力電圧が給電される交流電動機とを有するシステムにおいて、上記変圧器を単巻変圧器で構成すると共に、上記単巻変圧器の中性点を開閉し得る遮断装置を設け、上記インバータ装置の直流分の発生する低周波、低電圧領域において上記遮断装置を開放して上記単巻変圧器の中性点を開放することにより、上記単巻変圧器をリアクトルとして作用させ、上記インバータ装置の交流条件が成立する周波数領域においては上記遮断装置を閉として上記単巻変圧器の中性点を接続することにより、上記単巻変圧器を変圧器として作用させるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係るインバータの出力電圧昇降装置は上記のように構成されているため、インバータ装置の出力に含まれる直流成分の検出装置及び、その直流分防止制御装置を必要とせずに、この直流分の影響が除去できて所望の電圧を得ることができる。
また、通常の絶縁形２巻線変圧器ではなく単巻変圧器を使用するのでコスト面でも安価に製作できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１の概略構成を示す回路図、図２は、実施の形態１における単巻変圧器の接続状態を示す等価回路図で、（ａ）は中性点が接続されている状態、（ｂ）は中性点が開放されている状態を示す。
【００１０】
図１において、インバータ装置１は、３相電圧形インバータ装置の例を示し、各相に２個ずつ計６個のスイッチング素子SU1,SU2,SV1,SV2,SW1,SW2をブリッジ接続して構成され、直流電源２に接続されている。インバータ１の出力端子には、その電圧を昇降圧するための単巻変圧器３が接続され、単巻変圧器３の各相巻線と中性点との間には遮断器４が接続され、その開閉により中性点が開放状態あるいは接続状態となるようにされている。また、単巻変圧器３によって昇降圧された電圧は交流電動機５に印加され、運転が制御されるようになっている。
【００１１】
次に、実施の形態１の動作について説明する。
インバータ装置１の運転開始時の低周波、低圧の領域においては、遮断器４を開放状態にする。この状態においては、単巻変圧器３は中性点が開放状態となり、等価回路が図２（ｂ）に示すようになるため、単巻変圧器３は単なるリアクトルとして働く。
【００１２】
従って、交流電動機５のインピーダンスによりそれに見合った電流が流れることになり、例えインバータ装置１から発生する直流成分が流れて単巻変圧器３が飽和したとしても、過飽和リアクトルが回路上に存在するだけの形となり、インバータ装置１の出力電圧はそのまま交流電動機５に給電される。
【００１３】
次に、周波数、電圧が上がっていき、インバータ出力の交流条件が満足できる領域になった時点では、遮断器４を閉状態とする。この状態においては、交流条件が満足されているので、直流成分による偏磁・飽和は生じることがなく、等価回路は図２（ａ）に示すようになって単巻変圧器３が変圧器として作用し、その二次側に所望の電圧が得られる。
【００１４】
ただしこの時、遮断器４を通じて電流が流れ、単巻変圧器３の二次側電圧が急激に大きくなるのを防ぐためインバータ装置１では遮断器４の閉動作と同期して電圧を下げるように制御する。
【００１５】
しかし、インバータ装置１の出力に含まれる直流成分は起動直後の極低周波領域に限られ上記の遮断器４の開閉による影響はそれほど大きくなく無視できる場合が多い。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態１の概略構成を示す回路図である。
【図２】実施の形態１における単巻変圧器の接続状態を示す等価回路図で、（ａ）は中性点が接続されている状態、（ｂ）は中性点が開放されている状態を示す。
【符号の説明】
【００１７】
１  インバータ装置、  ２  直流電源、  ３  単巻変圧器、  ４  遮断器、
５  交流電動機、  SU1,SU2,SV1,SV2,Sw1,SW2  スイッチング素子。
【図１】
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【図２】
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